重力壩畢業(yè)設(shè)計(jì)--st混凝土重力壩設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　ST重力壩設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p>　　專業(yè)：水利水電專業(yè) </p><p>&

2、lt;b>　　班級(jí)：指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　評(píng)閱教師</b></p><p>　　完成日期 二○一二年五月十八日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書</p><p>　?。?2011---- 2012學(xué)年）</p><p><b&g

3、t;　　學(xué)院名稱：科技學(xué)院</b></p><p><b>　　學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明，本人完全意識(shí)到本

4、聲明的法律后果由本人承擔(dān)。</p><p>　　學(xué)位論文作者簽名： </p><p>　　日 期： </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　以ST水電站為依托，從壩型選擇，樞紐布置，調(diào)洪計(jì)算，剖面設(shè)計(jì)，穩(wěn)定分析和應(yīng)力分析，細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)與壩基處理，地基處理以及廊

5、道系統(tǒng)等方面對(duì)ST水電站進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：</p><p>　?。?）采用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪演算，演算調(diào)得設(shè)計(jì)洪水位365.61m，校核洪水位366.71m。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)的初步剖面為，壩高88.05m，頂寬8m，下游坡率1:0.7，底寬61.64m，溢流壩采用8×16表孔溢流。</p><p>　　（3）采用按抗剪斷強(qiáng)度公

6、式法進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算,計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)時(shí)抗滑系數(shù)K為3.21大于3，校核時(shí)抗滑系數(shù)K為3.13大于2.5，均滿足抗滑要求。</p><p>　?。?）采用材料力學(xué)分析法進(jìn)行強(qiáng)度分析，未出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　（5）其他。</b></p><p>　　關(guān)鍵詞：樞紐布置 混凝土重力壩 剖面設(shè)計(jì) 荷載計(jì)算 穩(wěn)定分析和應(yīng)力

7、分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Based on the ST hydroelectric station, making primary design on the hydroelectric station in selection on the type of dam, ground-handling projec

8、t layout, calculus of flooding, section design, stability analysis and stress analysis, detailed structural design and dam foundation treatment, foundation treatment and gallery systems and so on. The main design content

9、s as follows.</p><p>　?。?）Making the calculus of flooding by semi graphical method, the result of the calculus is that the design flood level is 365.61 meters and the check flood level is 366.71 meters.</

10、p><p>　?。?）The designed primary section is that the height of dam is 88.05 meters, the breadth of the top is 8 meters, the gradient of lower reaches is 1:0.7, the breadth of bottom is 61.64 meters, overflow dam

11、 makes use of 8×16 surface outlet hole overflow.</p><p>　?。?）Adopt the shearing assistance strength equation to the skid assistance stability calculation, when designing antiskid coefficient is K=3.21 m

12、ore than 3 and antiskid coefficient is K=3.13 More Than2.5 when checking nucleus and the result is satisfied the requirement.</p><p>　?。?）Adopt the material mechanics methods to the intensity analysis, Does

13、not appear tensile stresses and the result is satisfied the intensity requirement.</p><p>　?。?）Others.</p><p>　　Keywords：Ground-handling project layout concrete gravity dam section the load

14、calculation stability analysis and stress analysis</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　1基本資料2</

15、b></p><p>　　1.1自然條件及工程3</p><p>　　1.2壩址與地形情況2</p><p>　　1.3水庫規(guī)劃資料3</p><p><b>　　2樞紐布置4</b></p><p>　　2.1 樞紐組成建筑物及其等級(jí)4</p><p>&

16、lt;b>　　2.2樞紐布置5</b></p><p><b>　　3洪水調(diào)節(jié)6</b></p><p><b>　　3.1基本資料6</b></p><p>　　3.2洪水調(diào)節(jié)基本原則7</p><p><b>　　3.3調(diào)洪演算8</b><

17、/p><p>　　4非溢流壩剖面設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1設(shè)計(jì)原則11</p><p>　　4.2剖面擬訂要素11</p><p>　　4.3抗滑穩(wěn)定分析與計(jì)算13</p><p>　　4.4應(yīng)力計(jì)算14</p><p>　　5.溢流壩段設(shè)計(jì)16</p><

18、p>　　5.1泄水建筑物方案比較16</p><p>　　5.2工程布置16</p><p>　　5.3溢流壩剖面設(shè)計(jì)16</p><p>　　5.4消能設(shè)計(jì)與計(jì)算17</p><p>　　6細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)18</p><p>　　6.1壩頂構(gòu)造18</p><p>　　6.2廊

19、道系統(tǒng)19</p><p>　　6.3壩體分縫20</p><p>　　6.4壩體止水與排水21</p><p>　　6.5基礎(chǔ)處理22</p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書</p><p><b>　　1.調(diào)洪演算25</b></p><p>　　1.1調(diào)

20、洪演算的目的25</p><p>　　1.2調(diào)洪演算的基本原理和方法25</p><p>　　1.3調(diào)洪的基本資料27</p><p>　　1.4調(diào)洪演算的過程計(jì)27</p><p>　　1.5調(diào)洪計(jì)算結(jié)果40</p><p>　　2壩體剖面設(shè)計(jì)40</p><p>　　2.1非溢流

21、壩段計(jì)算40</p><p>　　2.2溢流壩剖面設(shè)計(jì)43</p><p>　　2.3下游消能設(shè)計(jì)47</p><p>　　2.4 WES堰面水面線計(jì)算49</p><p>　　3.荷載計(jì)算及組合53</p><p>　　3.1抗滑穩(wěn)定分析53</p><p>　　4.穩(wěn)定分析.6

22、0</p><p><b>　　5.應(yīng)力分析62</b></p><p>　　5.1彎矩計(jì)算62</p><p>　　6.應(yīng)力分析計(jì)算65</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn) 68</p><p>　　致 謝69</p><p><b>　　

23、ST重力壩畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)根據(jù)教學(xué)要求，對(duì)水利水電專業(yè)本科畢業(yè)生進(jìn)行的最后一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容為寧溪水利樞紐工程，它基本包括了一般水利樞紐所需進(jìn)行的壩工初步設(shè)計(jì)的全過程。</p><p>　　ST水電站位于貴州省東北部沿河縣境內(nèi)，系烏江干流規(guī)劃

24、開發(fā)的第七個(gè)梯級(jí)，上游120.8公里為思林水電站，下游7公里為沿河縣城。沙沱水電站以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防洪及灌溉等任務(wù)。ST壩址控制流域面積54508平方公里，多年平均流量951立方米/秒。初擬電站正常蓄水位365米，汛期限制水位351米（6—8月），死水位350米。水庫總庫容6.31億立方米，調(diào)節(jié)庫容4。13億立方米，電站裝機(jī)容量100萬千瓦，與構(gòu)皮灘水電站聯(lián)合運(yùn)行保證出力35.66萬千瓦，多年平均發(fā)電量38.77億千瓦時(shí)，機(jī)組年利

25、用小時(shí)3877。樞紐工程擬建垂直升船機(jī)，設(shè)計(jì)可通航500噸機(jī)動(dòng)駁，2020年過壩貨運(yùn)量按193.2萬噸(其中下水173.6萬噸)規(guī)劃.電站樞紐為二等工程,主要水工建筑物為二級(jí)建筑物。此工程建成后可以保護(hù)廣大的農(nóng)田和城鎮(zhèn)，免受洪水和漬澇災(zāi)害，從而減免國(guó)民經(jīng)濟(jì)的損失，具有很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　大壩為混凝土實(shí)體重力壩，壩頂高程為368.05m，最大壩高88.05。泄洪壩段位于河床中部，兩側(cè)為擋水壩段

26、。電站采用右岸引水式，水庫的防洪庫容，可滿足本工程2000年防洪標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括樞紐總述，壩型選擇及樞紐布置，主要建筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算，細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)及地基處理等。根據(jù)設(shè)計(jì)總要求，設(shè)計(jì)內(nèi)容偏重于壩型選擇與主要建筑物的設(shè)計(jì)，而由于時(shí)間關(guān)系對(duì)建筑物中電站廠房壩段的設(shè)計(jì)及施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)兩部分設(shè)計(jì)這里不進(jìn)行敘述。本書在闡述過程中，盡可能的配置了許多的插圖、附表和附錄，以供參閱。</p>

27、<p>　　本次設(shè)計(jì)期間要特別感謝指導(dǎo)老師吳海林老師的悉心指導(dǎo)。由于時(shí)間倉促，限于本人的水平以及以前從未進(jìn)行過工程實(shí)踐缺乏經(jīng)驗(yàn)，特別是對(duì)本設(shè)計(jì)的工程所在地也未進(jìn)行過實(shí)地考察，因此，書中如有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處，懇望各位老師和讀者諒解予以指正。</p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　1基本資料</b></p>&l

28、t;p>　　1.1自然條件及工程</p><p>　　ST水電站位于貴州省東北部沿河縣境內(nèi)，系烏江干流規(guī)劃開發(fā)的級(jí)，上游120.8公里為思林水電站，下游7公里為沿河縣城。烏江是典型的山區(qū)河流，全長(zhǎng)1037公里(其中貴州境內(nèi)為874公里)，干流天然落差2124米，平均比降2.05‰。烏江流域地勢(shì)由西南向東北傾斜，東西向高差大，流域面積87900平方公里，在貴州境內(nèi)有67500平方公里。自河源到烏江渡，定為烏江

29、上游，長(zhǎng)448公里，這段河道河谷深切，縱坡陡峻，伏流眾多，洪枯水位變幅特大。從烏江渡到沿河縣城為烏江中游，長(zhǎng)346公里，河道穿行于深山谷之中，礁石林立，灘險(xiǎn)密布，有名的璇塘天生橋鎮(zhèn)天洞、一子三灘號(hào)稱“四大天險(xiǎn)”，均在此段。從沿河縣城到重慶市的涪陵河口為烏江的下游，長(zhǎng)243公里，此段河道河谷寬窄相間，兩岸多有田地分布，農(nóng)田和居民點(diǎn)較為集中。 </p><p&g

30、t;　　本流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)。冬季主要受西伯利亞冷氣流的影響，夏季受印度洋孟加拉灣的西南暖濕氣流和西太平洋的海洋性氣侯影響。流域內(nèi)雨量豐沛，ST壩址以上流域多年平均降水量為1091.0mm。多年平均水面蒸發(fā)量為753.8mm，年際之間相差較大，年內(nèi)各月也相差很大。</p><p>　　多年平均相對(duì)濕度一般在76%以上。多年平均風(fēng)速為0.7m/s，實(shí)測(cè)最大風(fēng)速為25m/s，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)镋。多年平均遠(yuǎn)近雷暴日為46

31、.5日，七月份最多為9.0日。</p><p>　　沿河站氣溫統(tǒng)計(jì)表見表1-7。沿河站地溫水溫統(tǒng)計(jì)表見表1-8。</p><p>　　表1.1 沿河站氣溫統(tǒng)計(jì)表 單位：℃</p><p>　　表1.2 沿河站地溫及水溫統(tǒng)計(jì)表 單位：℃</p><p>　　注：表中地溫為沿河站統(tǒng)計(jì)，水溫因沿河站無水溫觀測(cè)資料，根據(jù)上游思南水文站統(tǒng)計(jì)。

32、 </p><p>　　1.2壩址與地形情況</p><p>　　壩址處河床狹窄,（普通洪水流量時(shí)）死河灘，壩址附近河床坡度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地勢(shì)較高，左岸地勢(shì)較低，有起伏之山頭。壩址處為震旦紀(jì)砂巖。左岸風(fēng)化較嚴(yán)重，深達(dá)3 ~ 4，且夾有頁巖。水層巖巖層為向斜層之一翼微傾向上游。壩址處水流急，故無砂卵石等淤積物。無侵蝕地下水。附近曾發(fā)生6級(jí)地震，設(shè)計(jì)應(yīng)按7級(jí)進(jìn)行考慮。<

33、/p><p><b>　　1.3水庫規(guī)劃資料</b></p><p>　　表1.3 規(guī)劃資料</p><p><b>　　2樞紐布置</b></p><p>　　2.1樞紐組成建筑物及其等級(jí)</p><p>　　2.1.1根據(jù)樞紐的任務(wù)確定樞紐組成建筑物</p>

34、<p>　　根據(jù)ST水電站以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防洪及灌溉等任務(wù)，故需的永久建筑物包括擋水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、開關(guān)站、通航建筑物。為便于施工，還需要導(dǎo)流建筑物、施工圍堰等臨時(shí)建筑物。</p><p>　　2.1.2確定建筑物等級(jí)</p><p>　　表2.1 水利水電樞紐工程的分等指標(biāo)</p><p>　　表2.2 永久性水工建筑物的級(jí)別

35、</p><p>　　根據(jù)已知條件：正常蓄水位365m,對(duì)應(yīng)庫容7.70億m，水庫總庫容9.10億m3，3水庫裝機(jī)容量1.120千W，按表2-1知水庫屬Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物攔河壩、溢流堰、拉沙底孔為2級(jí)建筑物，查2-2知主要建筑物等級(jí)為Ⅱ級(jí)時(shí)，相應(yīng)的次要建筑物等級(jí)為3級(jí)，則引水道、消能防沖、導(dǎo)墻、擋墻為3級(jí)，廠房按裝機(jī)也屬3級(jí)，導(dǎo)流圍堰、明渠等臨時(shí)建筑物為4級(jí)。</p><p>

36、<b>　　2.2樞紐布置</b></p><p>　　2.2.1布置原則：</p><p>　　根據(jù)壩址的建壩條件，樞紐布置主要考慮以下原則：</p><p>　?。?）壩址洪水洪峰流量大，且河谷狹窄，所以要求盡可能加寬溢流前緣，減少單寬流量，以便泄洪安全可靠，上下游流態(tài)好，不影響個(gè)建筑物的正常運(yùn)行。</p><p>

37、　?。?）應(yīng)積極穩(wěn)妥地采用先進(jìn)技術(shù)，盡量減少工程量，節(jié)省工程投資，以便加快施工進(jìn)度，縮短施工工期，爭(zhēng)取提前發(fā)電。</p><p>　?。?）在樞紐布置時(shí)，引水系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮壩式進(jìn)水口，做到管理運(yùn)行方便，縮短引水隧洞長(zhǎng)度，盡可能不設(shè)調(diào)壓井，廠房盡可能布置在完整的基巖上，特別要注意廠后邊坡的穩(wěn)定。</p><p>　　2.2.2樞紐的總體布置</p><p>　　攔河壩

38、在水利樞紐中占主要地位。在確定樞紐工程位置時(shí)，一般先確定建壩河段，再進(jìn)一步確定壩軸線，同時(shí)還要考慮擬采用的壩型和樞紐中建筑物的總體布置，合理解決綜合利用要求。一船地，泄洪建筑物和電站廠房應(yīng)盡量布置在主河床位置。供水建筑物位于岸坡。</p><p>　　(1)溢流壩的布置。溢流壩的位置應(yīng)使下泄洪水、排冰時(shí)能與下游平順連接．不致沖淘壩基和其他建筑物的基礎(chǔ)，其流態(tài)和沖淤不致影響其他建筑物的使用。</p>

39、<p>　　(2)泄水孔的布置。泄水孔一般設(shè)在河床部位的壩段內(nèi)，進(jìn)口高程、孔數(shù)、尺寸、形式應(yīng)根據(jù)主要用途來選擇。狹窄河谷泄水孔宜與溢流壩段相結(jié)合，寬敞河谷二者可分開；排沙孔應(yīng)盡量靠近發(fā)電進(jìn)水口，船閘等需要排沙的部位。</p><p>　　(3)非溢流壩的布置。非溢流壩一般布置在河岸部分并與岸坡相連，非溢流壩與溢流壩或其他建筑物相連處，常用邊墻、導(dǎo)墻隔開。連接處盡量使迎水面在同一平面上，以免部分建筑物受側(cè)

40、向水壓力作用改變壩體的應(yīng)力。在寬闊河道上以及岸坡覆蓋層、風(fēng)化層極深時(shí)，非溢流壩段也可采用土石壩。</p><p><b>　　3洪水調(diào)節(jié)</b></p><p><b>　　3.1基本資料</b></p><p>　　3.1.1洪水過程線的確定</p><p>　　本設(shè)計(jì)中樞紐主要任務(wù)是發(fā)電，兼做防

41、洪之用，所以必須在選定水工建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)外，還要考慮下游防護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)。由資料知混凝土壩按500年一遇（P=0.2%）洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇（P=0.05%）洪水校核。</p><p>　　繪出設(shè)計(jì)洪水過程線和校核洪水過程線：</p><p>　　圖3.1 校核洪水過程線</p><p>　　圖3.2 設(shè)計(jì)洪水過程線</p><p&

42、gt;　　3.1.2相關(guān)曲線圖</p><p>　　圖3.3 水位容量關(guān)系曲線圖</p><p>　　3.2洪水調(diào)節(jié)基本原則</p><p>　　在已確定選擇混凝土實(shí)體重力壩的情況下，從提高泄流能力，便于運(yùn)用管理和閘門維修，節(jié)省工程投資角度出發(fā)，泄洪方式以壩頂泄流最為經(jīng)濟(jì)。故按壩頂溢流的方式進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，以確定壩頂高程和最大壩高。調(diào)洪演算采用半圖解法。<

43、/p><p>　　3.2.1確定工程等別和級(jí)別</p><p>　　根據(jù)SDJ12-78《水利水電工程樞紐等級(jí)劃分和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)、丘陵區(qū)部分）》結(jié)合寧溪樞紐所給定的特征水位和基本資料，通盤考慮水庫總庫容、防洪效益、裝機(jī)容量等因素，該工程為二等大型工程，主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。</p><p>　　表3.1 山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電永久性水工

44、建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)[重現(xiàn)期（年）]</p><p>　　由表3-2-1可知永久性建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為：正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)）洪水重現(xiàn)期為500年，非常運(yùn)用（校核）洪水重現(xiàn)期為2000年。</p><p>　　3.2.2水庫防洪要求</p><p>　　本水庫的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為500年，校核標(biāo)準(zhǔn)為2000年，ST水庫洪水調(diào)節(jié)除保證本工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以外，還擔(dān)負(fù)著提高下游防洪標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。&

45、lt;/p><p><b>　　3.3調(diào)洪演算</b></p><p>　　3.3.1調(diào)洪演算的目的</p><p>　　根據(jù)水位～庫容曲線以及ST壩址設(shè)計(jì)洪水過程線，孔口尺寸、孔數(shù)以及堰頂高程，利用調(diào)洪演算來確定設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位，為后面壩頂高程的確定奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　3.3.2調(diào)洪演算的基本原理和方法&

46、lt;/p><p>　　(a)根據(jù)庫容曲線Z-V，以及用水力學(xué)公式計(jì)算Q-Z關(guān)系 </p><p>　　采用開敞式溢流時(shí)，利用下式計(jì)算</p><p>　　式中：——溢流流量，單位為；</p><p><b>　　——為閘孔數(shù)；</b></p><p>　　——過水?dāng)嗝鎸挾?，單位為m；</p&g

47、t;<p>　　m——堰的流量系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取0.5；</p><p>　　——側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)閘墩厚度及墩頭形狀而定，在（0.9~0.95）中取值，本設(shè)計(jì)中取0.9；</p><p>　　——堰頂全水頭，單位為m。</p><p><b>　　3.3.3計(jì)算說明</b></p><p>　　a)由洪水資料

48、獲得入庫洪水量；</p><p>　　b)時(shí)段平均入庫流量：由前、后時(shí)的入庫洪水量取平均值得到；</p><p>　　c)下泄水量：由水庫水位確定(水庫水位未知)；</p><p>　　d)時(shí)段平均下泄流量：由前、后時(shí)的下泄流量取平均值得到；</p><p>　　e)時(shí)段內(nèi)水庫水量變化：由“時(shí)段平均入庫流量”-“時(shí)段平均下泄流量”×

49、3600得到；</p><p>　　f)水庫存水量：與水庫水位有關(guān)(水庫水位未知)。</p><p>　　本次調(diào)洪計(jì)算采用《水能規(guī)劃》書中介紹的半圖解計(jì)算，依據(jù)書中所給的水庫洪水調(diào)節(jié)原理，采用水量平衡方程式</p><p>　　式中：Q1，Q2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的入庫流量（）；</p><p>　　——計(jì)算時(shí)段中的平均入庫流量（m3/s

50、），它等于(Q1+Q2)/2；</p><p>　　q1,q2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的下瀉流量（m3/s）；</p><p>　　——計(jì)算時(shí)段中的平均下瀉流量（m3/s），即= (q1+q2)/2；</p><p>　　V1，V2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的水庫的蓄水量（m3）；</p><p>　　——為V2和V1之差；</p>

51、<p>　　——計(jì)算時(shí)段，一般取1～6小時(shí)，需化為秒數(shù)。</p><p>　　利用，可求出一個(gè)對(duì)應(yīng)的下瀉流量，即可求出該對(duì)應(yīng)時(shí)段的平均下瀉流量，即可求得下泄流量q和的關(guān)系，建立輔助圖線，再根據(jù)水量平衡方程式 </p><p>　　變形可求出 </p><p>　　由初始的調(diào)洪下泄流量可以在輔助圖線上查的的值利用水量平衡公式的變形公式可求的，再

52、在輔助圖形上查的相應(yīng)的，同理可求的，········，畫出下泄流量和相應(yīng)的入庫流量與時(shí)間的關(guān)系圖線，求的其交點(diǎn)，求出最大下泄流量，查出相應(yīng)的水位。</p><p>　　綜合考慮該庫調(diào)洪要求，用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪。洪演算方案擬定如下，共有兩個(gè)方案，詳細(xì)情況列于表3.2。調(diào)洪過程詳細(xì)見計(jì)算書。</p><p>　　表

53、 3.2 調(diào)洪演算方案</p><p>　　注：表示孔口尺寸(m)(寬高)，即寬m，高m </p><p>　　3.3.4調(diào)洪計(jì)算結(jié)果</p><p>　　表3.3 調(diào)洪計(jì)算成果表</p><p>　　經(jīng)綜合比較后選擇方案一，堰寬128m。遇設(shè)計(jì)洪水(500年一遇)時(shí)，調(diào)洪后水庫最大泄量為230051.61m³/s，水庫

54、最高水位為365.61m；遇校核洪水(2000年一遇)時(shí)，調(diào)洪后水庫最大泄量為25624.3m³/s，水庫最高水位為376.71m。</p><p>　　此時(shí)，樞紐的設(shè)計(jì)、校核和正常工況情況下上游水位、最大下泄流量和下游水（根據(jù)最大下泄流量由壩址處流量-水位曲線查得）。</p><p>　　表3.4 經(jīng)調(diào)洪演算得到的水利水能資料</p><p><

55、b>　　4非溢流壩剖面設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1設(shè)計(jì)原則</b></p><p>　　重力壩在水壓力及其他荷載的作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力維持抗滑穩(wěn)定；同時(shí)依靠壩體自重產(chǎn)生大揚(yáng)壓力來抵消由于水壓力引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　非溢流壩剖面設(shè)計(jì)的基本原則是：①滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求

56、，保證大壩安全；②工程量小，造價(jià)低；③結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)用方便；④利于施工，方便維修。</p><p>　　遵循以上原則擬訂出的剖面，需要經(jīng)過穩(wěn)定及強(qiáng)度驗(yàn)算，分析是否滿足安全和經(jīng)濟(jì)的要求，壩體剖面可以參照以前的工程實(shí)例，結(jié)合本工程的實(shí)際情況，先行擬定，然后根據(jù)穩(wěn)定和應(yīng)力分析進(jìn)行必要的修正。重復(fù)以上過程直至得到一個(gè)經(jīng)濟(jì)的剖面。</p><p><b>　　4.2剖面擬訂要素</b&

57、gt;</p><p>　　4.2.1壩頂高程的擬訂</p><p>　　壩頂高程由靜水位+相應(yīng)情況下的風(fēng)浪涌高和安全超高定出。即＝靜水位＋.式中：＝（＝為波浪高度；為計(jì)算風(fēng)速；D為吹程；為波浪中心線超出靜水位的高度；為安全超高。）</p><p>　　表4.1 相關(guān)風(fēng)速 </p><p>　　采用官廳公式計(jì)算：

58、 ，</p><p>　?。?D——吹程，m;L——波長(zhǎng)，m;）</p><p>　　非溢流壩壩頂安全超高h(yuǎn)c值表如下：</p><p>　　表4-2-2 水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別</p><p>　　計(jì)算過程詳見計(jì)算書,成果列于下表：</p><p><b>　　表4.3 壩高</b><

59、/p><p>　　計(jì)算結(jié)果表明，壩頂高程由校核洪水位控制，考慮由泄洪和結(jié)構(gòu)要求確定的剖面，穩(wěn)定安全系數(shù)有較大的余幅，壩踵也未出現(xiàn)拉應(yīng)力，取壩頂高程368.05，將超高置于壩頂以上，壩頂上游再設(shè)實(shí)體防浪墻。</p><p>　　4.2.2壩頂寬度的擬訂</p><p>　　為了適應(yīng)運(yùn)用和施工的需要，壩頂必須有一定的寬度。一般地，壩頂寬度取最大壩高的8 %~10%，且不小于

60、2m。綜合考慮以上因素,壩頂寬度.</p><p>　　4.2.3壩坡的擬訂</p><p>　　考慮壩體利用部分水重增加其抗滑穩(wěn)定，根據(jù)工程實(shí)踐，上游邊坡系數(shù)n=0.1～0.2，下游邊坡系數(shù)m=0.6～0.8。</p><p>　　4.2.4上、下游起坡點(diǎn)位置的確定</p><p>　　上游起坡點(diǎn)位置應(yīng)結(jié)合應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)電引水管、泄水孔等

61、建筑物的進(jìn)口高程來定，初擬上游起坡點(diǎn)高程為290m，下游起坡點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)壩的實(shí)用剖面形式、壩頂寬度，結(jié)合壩的基本剖面得到（最常用的是基本剖面的頂點(diǎn)位于校核洪水位處），由于起坡點(diǎn)處的斷面發(fā)生突變，故應(yīng)對(duì)該截面進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定校核。</p><p><b>　　4.2.5剖面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　上游n=0,m=0.7,B=61.64m 初選剖面尺寸。<

62、/p><p>　　4.3抗滑穩(wěn)定分析與計(jì)算</p><p>　　4.3.1分析的目的</p><p>　　核算壩體沿壩基面或地基深層軟弱結(jié)構(gòu)面的抗滑穩(wěn)定的安全度。</p><p>　　4.3.2滑動(dòng)面的選擇</p><p>　　滑動(dòng)面選擇的基本原則：研究壩基地質(zhì)條件和壩體剖面形式，選擇受力較大,抗剪強(qiáng)度低,最容易產(chǎn)生滑動(dòng)的

63、截面作為計(jì)算截面。</p><p>　　一般有以下幾種情況：①壩基面②壩基內(nèi)軟弱層面③基巖緩傾角結(jié)構(gòu)面④不利的地形⑤碾壓混凝土層面等。</p><p>　　由已知基本資料知，壩址處為震旦紀(jì)砂巖。左岸風(fēng)化較嚴(yán)重，深達(dá)3 ~ 4m，且夾有頁巖。水層巖巖層為向斜層之一翼微傾向上游?；涌够€(wěn)定控制面為混凝土與基巖接觸面,故對(duì)非溢流壩段只需對(duì)壩基面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定分析。</p><

64、p>　　4.3.3對(duì)壩基面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算</p><p>　　壩體建基面抗滑穩(wěn)定根據(jù)規(guī)范規(guī)定，按抗剪斷強(qiáng)度公式計(jì)算，公式為：</p><p>　　——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，不小于下表的規(guī)定：</p><p>　　表4.4 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)</p><p>　　——作用于接觸面上豎直方向的合力，kN;</p><p&

65、gt;　　——作用于接觸面上水平方向的合力，kN;</p><p>　　——抗剪斷摩擦系數(shù)；</p><p>　　——抗剪斷凝聚力，kPa；</p><p><b>　　——計(jì)算截面面積；</b></p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果如下表</b></p><p>　　表4.

66、5 抗滑穩(wěn)定</p><p><b>　　滿足穩(wěn)定要求。</b></p><p><b>　　4.4應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　　4.4.1分析的目的</p><p>　　檢驗(yàn)所擬壩體斷面尺寸是否經(jīng)濟(jì)合理，并為確定壩內(nèi)材料分區(qū)，某些部位配筋提供依據(jù)。</p><p>

67、;<b>　　4.4.2分析方法</b></p><p>　　應(yīng)力分析的方法有理論計(jì)算和模型試驗(yàn)兩類。理論計(jì)算又分為材料力學(xué)法和彈性理論法，材料力學(xué)法計(jì)算簡(jiǎn)便，適應(yīng)面廣，并有一套比較成熟的應(yīng)力控制標(biāo)準(zhǔn)，目前仍被普遍采用，適應(yīng)于地質(zhì)比較簡(jiǎn)單的高壩；本工程壩高366.08.8-280m=88.05m在大于70m范圍內(nèi)，采用材料力學(xué)分析法。</p><p>　　4.4.3

68、材料力學(xué)法的基本假設(shè)</p><p>　　1、壩體混凝土為均質(zhì)、連續(xù)、各向同性的彈性材料；</p><p>　　2、視壩段為固接于地基上的懸臂梁，不考慮地基變形對(duì)壩體應(yīng)力的影響，并認(rèn)為各壩段獨(dú)立工作，橫縫不傳力；</p><p>　　3、假定壩體水平截面上的正應(yīng)力按直線分布，不考慮廊道等對(duì)壩體應(yīng)力的影響。</p><p><b>　

69、　4.4.4荷載組合</b></p><p>　　1、設(shè)計(jì)洪水情況：自重+設(shè)計(jì)洪水位對(duì)應(yīng)的靜水壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力+沙壓力；</p><p>　　2、校核洪水情況：自重+校核洪水位對(duì)應(yīng)的靜水壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力+沙壓力；</p><p><b>　　4.4.5應(yīng)力計(jì)算</b></p><p>　　在一般情況下

70、，壩體的最大和最小應(yīng)力都出現(xiàn)在壩面，所以，在重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定，首先應(yīng)校核壩體邊緣應(yīng)力是否滿足強(qiáng)度要求。計(jì)算公式如下：</p><p>　　1、水平截面上的正應(yīng)力，因?yàn)榧俣ㄕ龖?yīng)力按直線分布，所以按偏心受壓公式；=；來計(jì)算上下游邊緣應(yīng)力，其中：</p><p>　　——作用于計(jì)算截面以上全部荷載的鉛直分力的合力，kN;</p><p>　　——作用于計(jì)算截面以上全部

71、荷載對(duì)截面垂直水流流向形心軸的力矩總和，kNm；</p><p>　　——計(jì)算截面的長(zhǎng)度， </p><p><b>　　2、剪應(yīng)力</b></p><p>　　——上游面水壓力強(qiáng)度, ——下游壩坡坡率</p><p>　　——上游面水壓力強(qiáng)度, ——上游壩坡坡率</p><p><b>

72、;　　3、水平正應(yīng)力</b></p><p><b>　　=- =+</b></p><p><b>　　4、主應(yīng)力</b></p><p><b>　　=（1+）- =</b></p><p><b>　　=（1+）- =</b>&

73、lt;/p><p>　　重力壩非溢流壩段的荷載主要有：自重、靜水壓力、浪壓力、泥沙壓力、揚(yáng)壓力、冰壓力、地震荷載等，常取1壩長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如下：（以下應(yīng)力單位均為KPa）</p><p><b>　　計(jì)揚(yáng)壓力 </b></p><p>　　由上面的公式計(jì)算出各個(gè)應(yīng)力，分析可看出由以上可以看出壩

74、體邊緣應(yīng)力狀態(tài)良好，未出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況。</p><p><b>　　2、不計(jì)揚(yáng)壓力</b></p><p>　　不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)其應(yīng)力計(jì)算與計(jì)揚(yáng)壓力是計(jì)算方法一樣，主要分析①垂直正應(yīng)力和、②剪應(yīng)力，、③水平正應(yīng)力, 、④第一主應(yīng)力,、⑤第二主應(yīng)力五種應(yīng)力，詳情見計(jì)算說明書。</p><p>　　由成果分析，以上可以看出壩體邊緣應(yīng)力狀態(tài)良好，未出現(xiàn)

75、拉應(yīng)力的情況。</p><p><b>　　5.溢流壩段設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1泄水建筑物方案比較</p><p><b>　　5.1.1布置原則</b></p><p>　?。?）壩址洪峰流量大,泄水建筑物要有較大的泄流能力和靈活可靠的運(yùn)行方式?？紤]下游的防洪要求，泄水建筑物應(yīng)有較

76、好的泄流能力。</p><p>　　（2）壩址左岸陡峭，右岸為順向坡，采用了右岸引水式廠房，兩岸沒有布置溢洪道的條件，加上選擇了混凝土重力壩，所以采用河床壩身泄洪方式。</p><p>　　5.1.2泄洪方案選擇</p><p>　　由第三章中的調(diào)洪演算中可知選取第一個(gè)方案為最終方案：8個(gè)表孔。8個(gè)表孔堰頂高程為345，孔口凈寬8×16=128，設(shè)計(jì)洪水位

77、為365.61，相應(yīng)下泄量q為23051.6，校核洪水位為366.81，相應(yīng)下泄量q為25624.3。</p><p><b>　　5.2工程布置</b></p><p><b>　　5.2.1溢流表孔</b></p><p>　　8個(gè)表孔布置于河床中間壩段，孔口凈寬16，墩厚5，總寬128。堰頂高程345，堰頂上游為三圓

78、弧曲面，堰頂下游面為“WES”曲面，與下游壩坡相切。壩址部位用圓弧與消力池銜接。堰頂上游部位設(shè)平板閘門，壩頂用單向移動(dòng)式門機(jī)啟閉，堰頂設(shè)弧形工作閘門，用壩頂排架上弧形啟閉機(jī)啟閉。</p><p>　　閘墩厚5，墩長(zhǎng)17，頭部為半圓形，尾部為“Y”型寬尾墩。</p><p>　　下游消能工采用寬尾墩加消力池，具體數(shù)據(jù)祥見后文和圖紙。</p><p>　　5.3溢流壩剖

79、面設(shè)計(jì)</p><p>　　溢流壩的基本剖面為截頂三角形，一般其上游面為鉛直或折線面，溢流面由頂部的曲線、中間的直線和底部的反弧三部分組成。</p><p><b>　　5.3.1頂部曲線</b></p><p>　　根據(jù)《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》和《水力學(xué)》上冊(cè)，將堰面曲線設(shè)計(jì)為“WES”剖面曲線，上游面采用三圓弧連接，下游面采用冪曲線。<

80、;/p><p>　　定型設(shè)計(jì)水頭按堰頂最大作用水頭的75%~95%計(jì)算（），考慮到在校核洪經(jīng)試算，取定型設(shè)計(jì)水頭=88%。即=88%×（366.71-345）=19.1，此時(shí)在校核洪水位閘門全開時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，但在允許范圍內(nèi)，滿足規(guī)范要求。</p><p>　　上游面采用三圓弧連接，其半徑見計(jì)算書</p><p>　　5.3.2中間直線段的確定</p>

81、<p>　　頂部的曲線段確定后，中部的直線段分別與頂部曲線、底部的反弧段相切，其坡度一般與非溢流壩段下游坡率相同，即為1：0.7。直線與冪曲線相切時(shí)，切點(diǎn)C的坐標(biāo)為： </p><p><b>　　5.3.3反弧段</b></p><p>　　堰頂剖面曲線的下游與一傾斜直線段相切，直線段的坡度與非溢流壩下游面相同，即1：0.7，直線段的下部與反弧段相切。

82、對(duì)于底流銜接，以便將水流平順地導(dǎo)入下游，防止水流跌落的沖擊力對(duì)壩基礎(chǔ)的沖刷，反弧半徑r=30m見計(jì)算書</p><p>　　5.4消能設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　由于壩址處洪峰流量大，河谷較窄，故下泄的單寬流量較大。在校核工況下，最大下泄量達(dá)25624.3時(shí)的堰上單寬流量為187.48。因此消能設(shè)施尤顯重要?，F(xiàn)根據(jù)《水力計(jì)算手冊(cè)》、《水力學(xué)》和《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用挑流消能。&

83、lt;/p><p>　　5.4.1閘墩的設(shè)計(jì)</p><p>　　閘墩厚5，墩長(zhǎng)32，頭部為半圓形，在距壩軸線1.5處采用半徑為2.5的半圓相接，在距壩軸線0.5處設(shè)置檢修門槽，門槽寬度為1.0，深度為0.5，尾部為“Y”型寬尾墩。</p><p>　　在閘墩尾部設(shè)置“Y”型寬尾墩，利用寬尾墩的以下特性，提高消能效果。</p><p><b

84、>　?。?）水流特點(diǎn)：</b></p><p>　　由于墩尾加寬，水流接近寬尾墩尾部時(shí)，水面逐漸壅高，貼近邊壁的水面比孔中心附近的水面壅高更甚。水面壅高的程度隨流量和寬尾的體型尺寸而變化，由于水面壅高，閘室出口處射流上緣水面與壩面夾角顯著加大，為水流沿鉛直方向擴(kuò)散創(chuàng)造了條件。各孔水流出閘室后，受寬尾墩作用，沿程橫向收縮，豎向擴(kuò)散，在壩面上形成窄而高的多股“水墻”。這種橫向收縮使壩面水深增加2~3

85、倍甚至更大。由于壩面水流與空氣的接觸面積大大增加，因而水流的摻氣量也大大增加。</p><p><b>　　（2）摻氣特性：</b></p><p>　　(a)寬尾墩閘室內(nèi)水面逐漸壅高，水面切線與壩面的夾角也逐漸加大，使水流沿豎向加速擴(kuò)散；</p><p>　　(b)墩尾出流與空氣的接觸面積成倍增加；</p><p>　

86、　(c)水流出閘室后，兩側(cè)紊流邊界層立即暴露在空氣中，可以造成大量摻氣，與底層紊流邊界層接觸，所以底層水流摻氣發(fā)展較快。</p><p>　?。?）壩面壓力：實(shí)際觀測(cè)，寬尾墩尾部的壓力提高，消除了負(fù)壓，墩頭壓力變化不大。</p><p><b>　　6細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　6.1壩頂構(gòu)造</b>

87、</p><p>　　壩水管，匯集路面的雨水，并排入水庫中。壩頂公路兩側(cè)設(shè)有寬1m的人行道，并高出壩頂路面20cm，下游側(cè)設(shè)置欄桿及路燈。（見圖：非溢流壩壩頂布置）</p><p>　　頂上游設(shè)置防浪墻，與壩體連成整體，其結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。防浪墻在壩體橫縫處留有伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)止水。墻高為1.2m，厚度為50cm，以滿足運(yùn)用安全的要求。壩頂采用混凝土路面，向兩側(cè)傾斜，坡度為2%，兩邊設(shè)有

88、排</p><p>　　圖6.1 壩頂布置</p><p><b>　　6.2廊道系統(tǒng)</b></p><p>　　6.2.1基礎(chǔ)灌漿廊道</p><p>　　位置：廊道底部距壩基面的距離不小于1.5倍的洞寬，取4m，廊道底部高程為290m，上游側(cè)（中心點(diǎn)）距上游壩面的距離為0.05-0.1倍的作用水頭，且不小于4-5

89、 m，取7.14m。形狀：城門洞形，底寬2.5m，高3.5m，內(nèi)部上游側(cè)設(shè)排水溝，并在最低處設(shè)集水井。平行于壩軸線方向廊道向兩岸沿地形逐漸升高，坡度不大于40。</p><p>　　基礎(chǔ)灌漿廊道的斷面采用上圓下方的城門洞形，尺寸為2.5×3.5（寬×高）見下圖，以滿足鉆孔、灌漿工作空間的需要。在廊道頂部和底部應(yīng)埋設(shè)一些吊鉤和軌道，以便用來搬動(dòng)機(jī)件。灌漿廊道的高程低于尾水位。在廊道近下游側(cè)設(shè)有集

90、水井。用水泵抽水向下游排出。</p><p>　　圖6.2 基礎(chǔ)灌漿廊道</p><p>　　6.2.2檢查排水廊道：</p><p>　　為了檢查，觀測(cè)，巡視和排除滲水，靠近壩體上游面處每隔15~30m高程設(shè)置一檢查廊道兼做排水廊道。廊道也采用上圓下方的型式，尺寸此處選和基礎(chǔ)廊道相同。檢查廊道分別布置布置于非溢流壩和溢流壩內(nèi)，縱向排水廊道沿不同高程分設(shè)自流式排水

91、設(shè)備。</p><p>　　圖6.3 檢查排水廊道</p><p>　　圖6.4 廊道布置圖</p><p><b>　　6.2.3排水管</b></p><p>　　靠近壩的上游面沿壩軸線方向設(shè)一排豎向排水管幕。管內(nèi)直徑為15cm，間距為15m，上端通至壩頂，下端通至廊道，垂直布置。排水管采用無砂混凝土管。<

92、/p><p><b>　　6.3壩體分縫</b></p><p><b>　　6.3.1橫縫</b></p><p>　　橫縫垂直于壩軸線設(shè)置，將壩體分成若干個(gè)壩段，橫縫間距15m，一般間距一般為12～20m，縫寬1～2cm，取1cm，橫縫為永久縫，縫面為平面，縫內(nèi)設(shè)止水。</p><p><b&

93、gt;　　6.3.2縱縫</b></p><p>　　為了適應(yīng)混凝土澆注能力和減小施工期溫度能力，常用平行于壩軸線方向的縱縫把一個(gè)壩段分成幾塊澆注。本工程設(shè)垂直縱縫，取間距15m.</p><p>　　6.3.3水平施工縫</p><p>　　混凝土澆筑塊厚度一般為1.5-4m 本工程取4m，在靠近基巖附近用0.75-1.0m 的薄層澆筑以利于散熱，減少

94、升溫，防止開裂?？v縫兩側(cè)相鄰壩塊的水平縫錯(cuò)開布置，以減小壩體水平截面的抗剪強(qiáng)度。上下層混凝土澆筑間歇為5d，上層混凝土澆筑前必須用風(fēng)水槍或壓力水沖洗施工縫面上的浮渣灰土和水泥乳膜，使表面成為干凈的麻面，鋪2cm厚的水泥砂漿。</p><p><b>　　6.5 壩體分縫</b></p><p>　　6.4壩體止水與排水</p><p><

95、;b>　　6.4.1止水</b></p><p>　　在壩體下述部位布置止水設(shè)施：壩體橫縫內(nèi)（包括上游壩面、溢流壩面及壩體下游最高尾水位以下部位），陡坡壩段與基礎(chǔ)接觸面，壩體內(nèi)廊道和孔洞穿過橫縫處的周圍。</p><p>　　上游面采用兩道止水金屬片，中間設(shè)一瀝青井，第一道止水片具上游壩面為1，第二道止水片下游設(shè)排水孔和檢查井，井中設(shè)有攀梯。溢流壩下游面用熱浸瀝青麻繩止水

96、塞。</p><p>　　止水片：第一道止水片采用金屬銅片，第二道止水片采用金屬銅片或橡膠。止水銅片采用1.5厚度。每一側(cè)埋入混凝土內(nèi)長(zhǎng)度為20。止水銅片作成可伸縮的“”形。</p><p>　　瀝青井：內(nèi)徑為20的圓形，井底埋入巖基內(nèi)。井內(nèi)設(shè)置加熱設(shè)備，以便當(dāng)瀝青收縮開裂或與井壁脫離開時(shí)可加熱恢復(fù)其流動(dòng)性，提高止水性能。</p><p>　　圖6.6 橫縫止水布

97、置</p><p><b>　　6.4.2壩體排水</b></p><p><b>　?、賶误w排水：</b></p><p>　　在壩體各種接縫面內(nèi)雖已設(shè)置了止水系統(tǒng)，但滲水仍難完全避免。為了減小滲水的有害影響，還要設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)，將壩體和壩基的滲水由排水管排入廊道，再由廊道匯入集水井，自流或用抽水機(jī)排到下游。壩體排水

98、管間距取3m，管內(nèi)徑取15cm，坡度及與壩上游面間距見圖紙。</p><p><b>　?、诨A(chǔ)排水：</b></p><p>　　基礎(chǔ)排水系統(tǒng)包括排水孔幕和基面排水。排水孔幕距灌漿帷幕下游面約0.5～1.0倍帷幕孔距，在壩基面上，排水孔與帷幕孔的距離不宜小于2m。排水孔略向下游傾斜，排水孔距取3m，孔徑取15 cm，孔深10m。</p><p&g

99、t;<b>　　6.5基礎(chǔ)處理</b></p><p><b>　　6.5.1壩基開挖</b></p><p>　　壩基開挖與清理的目的是使壩體坐落在穩(wěn)定，堅(jiān)固的地基上。</p><p>　　建筑物基坑開挖的形狀，要根據(jù)地形、地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)要求確定。該壩為中壩，建基面不要求為新鮮巖石，故河床壩段以弱風(fēng)化帶作建基面，最大開挖

100、深度5—8。最低建基面高程280；兩岸壩段以弱風(fēng)化至微風(fēng)化帶作建基面，為提高壩體的側(cè)向穩(wěn)定性，沿岸坡開挖成臺(tái)階狀,左岸岸坡傾角較大,為了壩段的橫向穩(wěn)定,通常在斜坡上按壩體的分段開挖成臺(tái)階,臺(tái)階宜位于壩體橫縫部位。臺(tái)階應(yīng)避免開挖成銳角或高差甚大的陡坡,以免壩體發(fā)生集中應(yīng)力或使壩體混凝土與基巖不能緊密結(jié)合。同時(shí)還應(yīng)注意邊坡走向與節(jié)理一致時(shí)，邊坡坡度不宜陡與節(jié)理的坡度。</p><p>　　基巖開挖后，在澆筑混凝土前，

101、需進(jìn)行徹底的清理和沖洗，包括：清除一切松動(dòng)的巖塊，打掉凸出的尖角，基坑中原有的勘探鉆孔、井、洞等均應(yīng)回填封堵。還必須注意，開挖爆破不能損害設(shè)計(jì)開挖線以下基巖的質(zhì)量；當(dāng)基巖為易風(fēng)化的巖石，如頁巖、粘性巖等時(shí)，在設(shè)計(jì)開挖線或邊線以上易留有保護(hù)層0.2～0.3m,待混凝土澆筑時(shí)才隨挖隨澆。</p><p><b>　　6.5.2固結(jié)灌漿</b></p><p>　　為了提高

102、基巖的整體性和彈性模量，減少基巖受力后的變形，提高基巖的抗壓、抗剪強(qiáng)度，降低基巖的滲透性，在壩基和消力池底板基巖均作固結(jié)灌漿，孔深4—7，孔距3，排距4，呈梅花形布置，局部斷層交匯帶、壩踵、壩址附近適當(dāng)加密、加深固結(jié)孔。帷幕孔上游固結(jié)加深至10。具體布置見下圖。</p><p>　　圖6.5 固結(jié)灌漿布置</p><p><b>　　6.5.3帷幕灌漿</b><

103、;/p><p>　　為了減小滲透壓力對(duì)壩體穩(wěn)定的影響，減小揚(yáng)壓力，在壩基的迎水面，即在壩體灌漿廊道下的基礎(chǔ)內(nèi)形成一道連續(xù)而垂直的幕墻。在灌漿廊道設(shè)置一排帷幕灌漿孔，孔距3，利用高壓灌漿填塞基巖內(nèi)的裂縫和孔隙等滲水通道，帷幕深度以深入相對(duì)抗水層頂板以下20控制，河床部位帷幕一般深40，左岸深度70，右岸深度42，在斷層部位局部加深。為了減低繞壩滲漏和滲流速度，防滲帷幕均向岸坡內(nèi)伸一定距離。</p><

104、;p>　　6.5.4壩基斷層及破碎帶處理</p><p>　　對(duì)于規(guī)模較小或較淺的斷層和破碎帶，采用局部掏空，再用混凝土回填的方法處理；對(duì)于規(guī)模較大或較深的斷層和破碎帶，將采用刻槽回填混凝土塞的辦法處理</p><p>　　6.6 壩體混凝土分區(qū) </p><p>　　壩體各部位的工作條件不同，對(duì)混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗裂等性能的要求也不同。為節(jié)約與

105、合理使用水泥，通常將壩體按不同部位和不同工作條件分區(qū)，采用不同標(biāo)號(hào)的混凝土，如下圖所示：</p><p>　　圖6.6 重力壩分區(qū)圖</p><p><b>　　圖中：</b></p><p>　?、駞^(qū)――上、下游水位以上壩體表層混凝土；</p><p>　?、騾^(qū)――上、下游水位變化區(qū)的壩體表層混凝土；</p&g

106、t;<p>　　Ⅲ區(qū)――上、下游最低水位以下壩體表層混凝土；</p><p>　?、魠^(qū)――靠近地基的混凝土；</p><p>　　為了便于施工，壩體混凝土采用的標(biāo)號(hào)種類應(yīng)盡量減少，并與樞紐中其他建筑物混凝土標(biāo)號(hào)相一致。同一澆筑塊中的標(biāo)號(hào)不得超過兩種，相鄰區(qū)的標(biāo)號(hào)不得超過兩級(jí)，以免引起應(yīng)力集中或產(chǎn)生溫度裂縫。分區(qū)厚度一般不小于2～3m，以便澆筑施工。壩體不同分區(qū)的混凝土所用的水

107、泥，應(yīng)盡量采用同一品種，并優(yōu)先采用大壩水泥。有抗凍或抗沖刷要求的部位，不宜采用火山灰水泥或礦渣水泥。壩體內(nèi)部混凝土可適當(dāng)摻加摻和料或外加劑，以降低水泥用量并改善混凝土的性能。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的下游面及建筑物內(nèi)部采用抗?jié)B標(biāo)號(hào)的最小容許值為S2；大體積混凝土結(jié)構(gòu)的擋水面的防滲層的混凝土采用抗?jié)B標(biāo)號(hào)的最小容許值為S6。水位漲落區(qū)的外部混凝土抗凍標(biāo)號(hào)小容許值為D200；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則為D250；水位漲落區(qū)以上的外部混凝土抗凍標(biāo)號(hào)的最小容許值為

108、D100?；炷练謪^(qū)的尺寸一般為：外部（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)）混凝土各區(qū)厚度的最小值為2～3m，上游面的厚度比下游面的大；基礎(chǔ)混凝土（Ⅵ區(qū)）厚度一般為0.1L，（L為壩體底部邊長(zhǎng)），并不小于3.0m。在不同標(biāo)號(hào)的混凝土之間要有良好的接觸帶，施工中須混合充分加強(qiáng)震搗，或采用池形縫結(jié)合，同時(shí)相鄰混凝土標(biāo)號(hào)的級(jí)差不宜大于兩級(jí)</p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書</p><p><b>

109、　　1.調(diào)洪演算</b></p><p>　　1.1調(diào)洪演算的目的</p><p>　　根據(jù)水位～庫容曲線以及ST壩址設(shè)計(jì)洪水過程線，孔口尺寸、孔數(shù)以及堰頂高程，利用調(diào)洪演算來確定設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位，為后面壩頂高程的確定奠定基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2調(diào)洪演算的基本原理和方法</p><p>　　(a)根據(jù)庫容曲線Z-V

110、，以及用水力學(xué)公式計(jì)算Q-Z關(guān)系</p><p>　　式中：q——過堰流量，單位為；</p><p>　　B——過水?dāng)嗝鎸挾?，單位為m；</p><p>　　m——堰的流量系數(shù)；</p><p>　　——局部水頭損失系數(shù)；</p><p>　　——堰頂全水頭，單位為m。</p><p>　　(b

111、)分析確定調(diào)洪開始時(shí)的起始條件，起調(diào)水位357m。</p><p>　　(c)本次調(diào)洪計(jì)算采用《水能規(guī)劃》書中介紹的列表試算法計(jì)算，依據(jù)書中所給的水庫洪水調(diào)節(jié)原理，采用水量平衡方程式</p><p>　　式中：Q1，Q2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的入庫流量（）；</p><p>　　——計(jì)算時(shí)段中的平均入庫流量（m3/s），它等于(Q1+Q2)/2；</p>

112、;<p>　　q1,q2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的下瀉流量（m3/s）；</p><p>　　——計(jì)算時(shí)段中的平均下瀉流量（m3/s），即= (q1+q2)/2；</p><p>　　V1，V2——分別為計(jì)算時(shí)段初、末的水庫的蓄水量（m3）；</p><p>　　——為V2和V1之差；</p><p>　　——計(jì)算時(shí)段，一般取1

113、～6小時(shí)，需化為秒數(shù)。</p><p>　　采用開敞式溢流時(shí)，利用下式計(jì)算</p><p>　　式中：——溢流流量，單位為；</p><p><b>　　——為閘孔數(shù)；</b></p><p>　　——過水?dāng)嗝鎸挾龋瑔挝粸閙；</p><p>　　m——堰的流量系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取0.5；</p

114、><p>　　——側(cè)收縮系數(shù)，根據(jù)閘墩厚度及墩頭形狀而定，在（0.9~0.95）中取值，本設(shè)計(jì)中取0.9；</p><p>　　——堰頂全水頭，單位為m。</p><p><b>　　計(jì)算說明：</b></p><p>　　a)由洪水資料獲得入庫洪水量；</p><p>　　b)時(shí)段平均入庫流量：由前

115、、后時(shí)的入庫洪水量取平均值得到；</p><p>　　c)下泄水量：由水庫水位確定(水庫水位未知)；</p><p>　　d)時(shí)段平均下泄流量：由前、后時(shí)的下泄流量取平均值得到；</p><p>　　e)時(shí)段內(nèi)水庫水量變化：由“時(shí)段平均入庫流量”-“時(shí)段平均下泄流量”×3600得到；</p><p>　　f)水庫存水量：與水庫水位有

116、關(guān)(水庫水位未知)。</p><p>　　g)本設(shè)計(jì)采用半圖解法進(jìn)行計(jì)算，利用，可求出一個(gè)對(duì)應(yīng)的下瀉流量，即可求出該對(duì)應(yīng)時(shí)段的平均下瀉流量，即可求得下泄流量q和的關(guān)系，建立輔助圖線，再根據(jù)水量平衡方程式 </p><p>　　變形可求出 </p><p>　　由初始的調(diào)洪下泄流量可以在輔助圖線上查的的值利用水量平衡公式的變形公式可求的，再在輔助圖形上查的相

117、應(yīng)的，同理可求的，········，畫出下泄流量和相應(yīng)的入庫流量與時(shí)間的關(guān)系圖線，求的其交點(diǎn)，求出最大下泄流量，查出相應(yīng)的水位。</p><p>　　1.3調(diào)洪的基本資料</p><p>　　1.3.1調(diào)洪演算方案</p><p>　　調(diào)洪演算方案擬定如下，共有兩個(gè)方案，詳細(xì)情況列于表1

118、.1</p><p>　　表 1.1 調(diào)洪演算方案</p><p>　　注：表示孔口尺寸(m)(寬高)，即寬m，高m </p><p><b>　　1.3.2計(jì)算工況</b></p><p>　　計(jì)算工況分校核和設(shè)計(jì)兩種，由設(shè)計(jì)規(guī)范可知：混凝土壩按500年一遇（P=0.2%）洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇（P=0.05%

119、）洪水校核。</p><p>　　1.4調(diào)洪演算的過程計(jì)</p><p>　　1.4.1算下泄流量</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)應(yīng)用下泄流量的計(jì)算公式</p><p>　　計(jì)算下泄流量，其中ε=0.9，g=9.8,流量系數(shù)m=0.5,根據(jù)以上數(shù)據(jù)和不同的堰寬可得不同水深時(shí)的下瀉流量.</p><p>　　方案一：堰